膜過濾淨水桶及其淨化方法
2023-04-24 12:06:06 1
專利名稱：膜過濾淨水桶及其淨化方法
技術領域：
本發明屬於水處理技術領域，涉及一種通過膜過濾製備飲用水的應急淨水裝置。
背景技術：
近年來，我國頻繁遭遇地震、礦難、颶風、暴雨、洪災、泥石流、乾旱、化學 品洩露等突發事件，水源水遭受嚴重汙染，不通過淨化處理無法飲用。傳統的應對水源 汙染的淨水設備較多，如很多的家用淨水器、野外淨水器(如專利CN00252858.4及野 營多功能淨水車)等，一般都需要依靠管網壓力或水泵等提供動力，有時因受災現場缺 電、管網損毀等無法運行；另外裝置水處理單元多、結構複雜、體積龐大、設備笨重， 往往因交通癱瘓而無法人工攜帶及時進入救災現場，缺少機動性和靈活性；更為嚴重的 是，往往需面對極高渾濁度的汙染水，因其濾材極易堵塞，又不方便清洗恢復而無法使 用。
發明內容
本發明所要解決的問題在於克服現有技術存在的上述缺陷，提供一種設備小 巧、結構簡單、出水水質優質穩定、操作簡單的膜過濾淨水桶。本發明的另一個目的是提供一種採用該膜過濾淨水桶淨化水的方法。為實現上述目的，本發明通過下述技術方案實現本發明通過下述技術方案實現一種膜過濾淨水裝置，包括帶有出水管的桶 體，桶體內設置有由中空纖維膜和保護中空纖維膜的保護套組成的中空纖維膜組件以及 用於固定中空纖維膜組件的連接件；連接件的一端與中空纖維膜組件連接，連接件的另 一端與出水管一端連通。所述的中空纖維膜組件設置在桶體的中下部，由一個或多個「U」型膜分離單 體組成。所述的中空纖維膜組件的正上方設置有導泥板。所述的導泥板呈倒置的「V」型或倒置的「U」型，中空纖維膜組件位於倒置 的「V」型或倒置的「U」型空間內。所述的中空纖維膜為PVDF微濾膜或超濾膜。所述出水管的另一端通過出水閥門與三通連接，三通一端朝上與大氣相通，另 一端朝下與水管連接，出水管的底部高於中空纖維膜組件的底部。所述的連接件與出水管之間連接有複合濾芯。本發明進一步公開了採用膜過濾淨水桶淨化水的方法，其特徵在於(1)向淨水桶中加入待處理水；(2)在淨水桶內加入100目 800目粉末狀的水處理藥劑，所述的水處理藥劑包 括明礬、活性炭、聚合鋁、聚合鐵、聚丙烯醯胺、離子交換樹脂中的一種或幾種；
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(3)攪拌淨水桶內水體Imin 5min ；(4)待處理水將經過位於淨水桶內的聚偏氟乙烯(PVDF)中空纖維超濾膜或微濾 膜組件進入出水管；(5)擰開淨水桶的出水閥門，即得到一種潔淨水。其中的水處理藥劑還包括野外就地可以獲得的泥沙、搗爛的植物及煤灰中的 一種或幾種。其中的複合濾芯濾材為活性炭纖維(ACF)和銅鋅合金(KDF)；所述的水處理藥 劑還包括野外就地可以獲得的潔淨泥沙、搗爛的植物及煤灰中的一種或幾種。優選的水處理藥劑為100目 400目的粉末活性炭O.lg lg/L水及105°C 120°C烘乾的100目 400目D296和D001SS離子交換樹脂各O.Olg 1.5g/L水。本發明所採用的中空纖維膜組件可在清水中衝冼或漂洗中空纖維膜組件表面的 汙泥等汙物；倒盡截留在淨水桶中的泥沙等汙物；將中空纖維膜組件插回到連接件上， 使之復位；再重複上述的操作，循環往復，即可不斷得到可直接飲用的潔淨水。本發明所述的待處理水是指地震、礦難、颶風、暴雨、洪災、泥石流、幹 旱、化學品洩露等突發事件引起的受汙染的水源水或自來水。本發明與現有技術相比具有顯著的優點和有益效果(1)本發明僅靠重力落差提供制水動力，不須用電和石化能源，特別適合野外應 急條件下使用。(2)本發明結構簡單，造價低，機動靈活，省去了現有裝置中常用的進水泵、加 藥混凝設備、沉澱池等多個部件；(3)中空纖維膜易清洗恢復，最適合處理高渾濁度水；(4)操作簡單，無須反衝和排泥。(5)本發明堪稱具有新穎性、創造性、實用性的好技術。
圖1為本發明的第一實施例的膜過濾淨水裝置的內部組件連接關係圖；圖2為本發明的中空纖維膜組件的內部結構示意圖；圖3為本發明的第二實施例的內部組件連接關係圖。附圖中主要部件符號說明1 桶體 2 中空纖維膜組件3 複合濾芯4 出水管 5 連接件 6 導泥板7 保護套 8 中空纖維膜 9 三通10:出水閥門11:水管12:貯水桶
具體實施例方式下面結合附圖及實施例對本發明作進一步說明。其中的粉末活性炭有市售； D296和DOOISS離子交換樹脂購買於南開大學。實施例1如圖1和圖2所示，本發明的膜過濾淨水桶，包括帶有出水管4的桶體1、中空纖維膜組件2、複合濾芯3和用於固定中空纖維膜組件的連接件5。中空纖維膜組件2由 中空纖維膜8和包圍在中空纖維膜8外部保護中空纖維膜的保護套7組成，中空纖維膜8 可以是PVDF微濾膜或超濾膜。連接件5為支撐於桶壁或桶底上的活動支架，其一端與 中空纖維膜組件2中的中空纖維膜8內孔相通，另一端與複合濾芯3的內部連通。中空纖維膜組件2位於桶體的中下部，由一個或多個水處理專業熟知的簾式或 「U」型膜分離單體構成。中空纖維膜組件2與桶壁及複合濾芯3間為活動連接。中空
纖維膜組件正上方安置導泥板6，所述的導泥板6由PP、ABS或UPVC等加工成倒置的 「V」型或倒置的「U」型，所述中空纖維膜組件2位於倒置的「V」型或倒置的「U」 型空間內。淨水桶桶體1的上部為加藥攪拌區，桶體的底部為集泥區，出水管的一端與復 合濾芯內部相通，另一端與大氣相通，出水管出口高於所述的中空纖維膜組件的底部， 制水動力來自於淨水桶內的水位與出水管管口之間的重力差。前述的淨水桶，其中，所述的加藥攪拌區可以投加水處理專業熟知的水處理藥 劑，如明礬、活性炭、骨炭、聚合鋁或聚合鐵及離子交換樹脂中的一種或幾種，或野外 就地可以獲得的泥沙、搗爛的植物及煤灰中的一種或幾種。實施例2如圖3所示，本發明的膜過濾淨水桶，包括出水管4、中空纖維膜組件2和用於 固定中空纖維膜組件的連接件5，不包括複合濾芯3。連接件5的一端與中空纖維膜組件 2中的中空纖維膜8內孔相連，另一端與出水管4連通，出水管4的另一端通過出水閥門 10與三通9連接，三通9 一端朝上與大氣相通，另一端朝下與水管11連接，出水管4的 底部高於中空纖維膜組件2的底部。複合濾芯3置於淨水桶下方貯存淨化水的貯水桶12 的中上部區域，膜過濾淨水桶的出水管4通過出水閥門10和三通9朝下的一端出水後經 水管11流入貯水桶12的上部，再經複合濾芯3流入貯水桶12的中部，到達貯水桶12的 下部後，再從貯水桶12的下部取水飲用。這樣的設計與實施例1相比，更能減小出水阻 力，增大出水流量，更有實用價值。實施例3(1)淨水桶，桶尺寸為035O*5OOmtn，所用中空纖維膜為260根、孔徑0.05 μ m、長 1500mm、材質為PVDF，所用複合濾芯為ACF和KDF，複合濾芯尺寸為08O*35Omm;(2)向淨水桶中加入待處理水；(3)將待處理水中加入400目的粉末活性炭IOg ；(4)將D296和D001SS離子交換樹脂分別磨研成100目，120°C下烤乾後各稱取 50g，加入淨水桶中；(5)攪拌淨水桶內水體3min 5min ；然後將待處理水經過中空纖維膜組件、復 合濾芯進入出水管；(6)擰開淨水桶的出水閥門，即得到一種潔淨水；(7)從連接件中拔出中空纖維膜組件；(8)在原水或清水中衝冼或漂洗中空纖維膜組件表面的汙泥等汙物；(9)倒盡截留在淨水桶中的泥沙等汙物；(10)將中空纖維膜組件插回到連接件上，使之復位；
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(11)再重複上述⑵ (10)的步驟，循環往復，即可不斷得到可直接飲用的潔 淨水。本發明的積極效果如下出水量800mL/min 1000mL/min。出水水質見下表1。表1、淨水桶對各種水質指標的淨化效果
權利要求
1.一種膜過濾淨水桶，包括帶有出水管的桶體，其特徵在於桶體內設置有由中空 纖維膜和保護中空纖維膜的保護套組成的中空纖維膜組件以及用於固定中空纖維膜組件 的連接件；連接件的一端與中空纖維膜組件連接，連接件的另一端與出水管一端連通。
2.根據權利要求1所述的淨水桶，其特徵在於所述的中空纖維膜組件設置在桶體 的中下部，由一個或多個「U」型膜分離單體組成。
3.根據權利要求1所述的淨水桶，其特徵在於所述的中空纖維膜組件的距上方設 置有導泥板。
4.根據權利要求3所述的淨水桶，其特徵在於所述的導泥板呈倒置的「V」型或 倒置的「U」型，中空纖維膜組件位於倒置的「V」型或倒置的「U」型空間內。
5.根據權利要求3所述的淨水桶，其特徵在於所述的中空纖維膜為PVDF微濾膜或 超濾膜。
6.根據權利要求1所述的淨水桶，其特徵在於所述出水管的另一端通過出水閥門 與三通連接，三通一端朝上與大氣相通，另一端朝下與水管連接，出水管的底部高於中 空纖維膜組件的底部。
7.根據權利要求1所述的淨水桶，其特徵在於連接件與出水管之間連接有複合濾芯。
8.一種採用膜過濾淨水桶淨化水的方法，其特徵在於(1)向淨水桶中加入待處理水；(2)在淨水桶內加入水處理行業熟知的混凝劑和或離子交換樹脂；所述的水處理藥 劑被研磨成100目 800目的粉末狀；(3)攪拌淨水桶內水體Imin 5min；(4)待處理水將經過位於淨水桶內的聚偏氟乙烯(PVDF)中空纖維超濾膜或微濾膜組 件進入出水管；(5)擰開淨水桶的出水閥門，即得到一種潔淨水。
9.權利要求7和8所述的淨化水方法，其中的複合濾芯濾材為活性炭纖維和銅鋅合金 濾料；所述的水處理藥劑還包括野外就地可以獲得的潔淨泥沙、搗爛的植物及煤灰中 的一種或幾種。
10.權利要求1所述的淨化水方法，其中的水處理藥劑為100目 600目的粉末活性 炭O.lg lg/L水及105°C 120°C烘乾的100目 600目D296和D001SS離子交換樹脂 各 O.Olg 1.5g/L 水。
全文摘要
本發明公開了一種膜過濾淨水桶，包括帶有出水管的桶體和桶內與出水管連接的複合濾芯，其特徵在於桶體內設置有由中空纖維膜和保護中空纖維膜的保護套組成的中空纖維膜組件以及用於固定中空纖維膜組件的連接件；連接件的一端與中空纖維膜組件連接，連接件的另一端通過閥門和三通與複合濾芯連通。本發明同時公開了採用膜過濾淨水桶淨化水的方法。本發明僅靠重力落差提供制水動力，不須用電和石化能源，特別適合野外應急條件下使用。同時淨水桶結構簡單，造價低，機動靈活，省去了現有裝置中常用的進水泵、加藥混凝設備、沉澱池等多個部件；中空纖維膜易清洗恢復，使用壽命長，最適合處理高渾濁度水；操作簡單，無須反衝和排泥。本發明堪稱具有新穎性、創造性、實用性的好技術。
文檔編號C02F9/04GK102010032SQ201010537829
公開日2011年4月13日 申請日期2010年11月10日 優先權日2010年11月10日
發明者楊揚, 王賀新, 金英, 龔泰石 申請人:中國人民解放軍軍事醫學科學院衛生學環境醫學研究所, 天津迪美生物科技有限公司